(57)【要約】【課題】光源装置の動作をより一層安定化させる。【解決手段】半導体レーザ素子３１と、その半導体レーザ素子３１の出射レーザ光の第２高調波を生成する第２高調波発生素子４１と、その第２高調波発生素子４１の出射光をコリメート又は集光する第１レンズ４３と、半導体レーザ素子３１の駆動電流調整用の光センサと、前記第１レンズ４３の通過光の一部を前記光センサに向けて分岐させるビームスプリッタ５２と、そのビームスプリッタ５２を通過した光を集光する第２レンズ６１とが設けられている光源装置において、前記半導体レーザ素子３１、前記第２高調波発生素子４１、前記第１レンズ４３、前記光センサ及び前記ビームスプリッタ５２を収納する筐体ＣＳが設けられ、前記筐体ＣＳの側壁に、光線通過用の開口を封止する状態で前記第２レンズ６１が取付けられている。【選択図】図１
2005300699.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザ素子と、その半導体レーザ素子の出射レーザ光の第２高調波を生成する第２高調波発生素子と、その第２高調波発生素子の出射光をコリメート又は集光する第１レンズと、半導体レーザ素子の駆動電流調整用の光センサと、前記第１レンズの通過光の一部を前記光センサに向けて分岐させるビームスプリッタと、そのビームスプリッタを通過した光を集光する第２レンズとが設けられている光源装置であって、
前記半導体レーザ素子、前記第２高調波発生素子、前記第１レンズ、前記光センサ及び前記ビームスプリッタを収納する筐体が設けられ、
前記筐体の側壁に、光線通過用の開口を封止する状態で前記第２レンズが取付けられて構成されている光源装置。
【請求項２】
前記第２レンズの出射光を音響光学変調素子へ入射させるように構成されている請求項１記載の光源装置。
【請求項３】
前記筐体は、前記半導体レーザ素子、前記第２高調波発生素子、前記第１レンズ、前記光センサ及び前記ビームスプリッタを支持するベース板と、封止状態でそれらを覆うカバー体とによって構成され、
前記カバー体の側壁に前記第２レンズが取付けられて構成されている請求項１又は２記載の光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザ素子と、その半導体レーザ素子の出射レーザ光の第２高調波を生成する第２高調波発生素子と、その第２高調波発生素子の出射光をコリメート又は集光する第１レンズと、半導体レーザ素子の駆動電流調整用の光センサと、前記第１レンズの通過光の一部を前記光センサに向けて分岐させるビームスプリッタと、そのビームスプリッタを通過した光を集光する第２レンズとが設けられている光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
かかる光源装置は、半導体レーザ素子の出射レーザ光の波長の１／２の波長の第２高調波を第２高調波発生素子にて生成して取り出す装置である。
第２高調波発生素子による入射レーザ光から第２高調波への変換効率は、入射レーザ光の波長及び第２高調波発生素子の温度に大きく依存し、又、半導体レーザ素子の発光波長も動作温度に大きく依存する。
このため、一般的に、半導体レーザ素子及び第２高調波発生素子の双方を温度制御して使用することで、第２高調波発生素子の不安定な出力変動を抑制している。
更に、下記特許文献１に記載のように、半導体レーザ素子や第２高調波発生素子等を気密封止して、雰囲気温度の安定化や湿気の侵入防止を図って、光源装置の動作を安定化させることが考えられている。
【特許文献１】特開２００１−３１８３９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、光源装置の用途によっては、さらに高精度に光源装置の動作を安定化させることを要求されるようになって来た。
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、光源装置の動作をより一層安定化させる点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本出願の第１の発明は、半導体レーザ素子と、その半導体レーザ素子の出射レーザ光の第２高調波を生成する第２高調波発生素子と、その第２高調波発生素子の出射光をコリメート又は集光する第１レンズと、半導体レーザ素子の駆動電流調整用の光センサと、前記第１レンズの通過光の一部を前記光センサに向けて分岐させるビームスプリッタと、そのビームスプリッタを通過した光を集光する第２レンズとが設けられている光源装置において、前記半導体レーザ素子、前記第２高調波発生素子、前記第１レンズ、前記光センサ及び前記ビームスプリッタを収納する筐体が設けられ、前記筐体の側壁に、光線通過用の開口を封止する状態で前記第２レンズが取付けられて構成されている。
【０００５】
すなわち、筐体にて封止するエリアを、半導体レーザ素子の駆動電流を調整するために備えられる光センサとその光センサに向けて光線を分岐するためのビームスプリッタにまで拡げて、半導体レーザ素子の駆動電流の調整のために使用する光センサも含めて安定した共通の雰囲気温度環境に置くことで、半導体レーザ素子の出射光強度設定の基となる部分についても安定化している。
しかも、単に筐体による封止エリアを拡げるだけでは光源装置の装置構成が複雑化してしまうところを、後段の光学系の事情により集光レンズが必要となる場合において、その集光レンズ（前記第２レンズ）を、筐体の側壁に、光線通過用の開口を封止する状態で取付けることで、筐体を前記第２レンズの支持構成に兼用して可及的に構成の簡素化を図っている。
【０００６】
又、本出願の第２の発明は、上記第１の発明の構成に加えて、前記第２レンズの出射光を音響光学変調素子へ入射させるように構成されている。
音響光学変調素子は一般に受光開口が小さく、集光レンズにて集光して変調対象の光ビームを入射させる。
この音響光学変調素子に向けて光ビームを集光する集光レンズとして、光源装置の前記第２レンズを使用しているのである。
【０００７】
又、本出願の第３の発明は、上記第１又は第２の発明の構成に加えて、前記筐体は、前記半導体レーザ素子、前記第２高調波発生素子、前記第１レンズ、前記光センサ及び前記ビームスプリッタを支持するベース板と、封止状態でそれらを覆うカバー体とによって構成され、前記カバー体の側壁に前記第２レンズが取付けられて構成されている。
すなわち、ベース板上に各部品を配置し、それをカバー体で覆う形態として、光学系の組み立て配置を容易に行えるようにしながら、そのカバー体を前記第２レンズの支持部材として兼用するのである。
【発明の効果】
【０００８】
上記第１の発明によれば、筐体を前記第２レンズの支持構成に兼用して可及的に構成の簡素化を図りながら、前記第２レンズの半導体レーザ素子の駆動電流の調整のために使用する光センサも含めて安定した共通の雰囲気温度環境に置くことで、半導体レーザ素子の出射光強度設定の基となる部分についても安定化して、光源装置の動作をより一層安定化させることができる。
又、上記第２の発明によれば、音響光学変調素子へ供給するための光ビームを整形する集光レンズ（前記第２レンズ）を、簡素な構成で光源装置に備えることができる。
又、上記第３の発明によれば、光学系の組み立て配置を容易に行えるようにしながら、装置構成の簡素化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の光源装置を写真プリントシステムにおける露光用の光源として備えた場合の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本実施の形態で例示する写真プリントシステムＤＰは、いわゆるデジタルミニラボ機として知られているものであり、図７のブロック構成図に示すように、各種の画像データ入力機器から写真プリントを作製するための画像データを入力する画像入力装置ＩＲと、画像入力装置ＩＲにて入力した画像データに基づいて印画紙２に露光処理する露光・現像装置ＥＰとから構成されている。
【００１０】
〔画像入力装置ＩＲの概略構成〕
画像入力装置ＩＲには、図７に概略的に示すように、写真フィルムの駒画像を読み取ってデジタル画像データとして出力するフィルムスキャナ３と、メモリーリーダ，ＭＯドライブ及びＣＤ−Ｒドライブ等の画像データ入力機器を備えた外部入出力装置４と、パーソナルコンピュータにて構成されてフィルムスキャナ３や外部入出力装置４の制御のほか写真プリントシステムＤＰ全体の管理を実行する主制御装置５とが備えられ、更に、主制御装置５には、仕上がりプリント画像をシミュレートしたシミュレート画像や各種の制御用の情報を表示するモニタ５ａと、露光条件の手動設定等や制御情報の入力操作をするための操作卓５ｂとが接続されている。
【００１１】
〔露光・現像装置ＥＰの全体構成〕
露光・現像装置ＥＰは、筐体内部に、画像露光装置ＥＸと、画像露光装置ＥＸにて露光された印画紙２を現像処理する現像処理装置ＰＰと、印画紙マガジン６から引き出された印画紙２を多数の搬送ローラ９等にて現像処理装置ＰＰへ搬送する印画紙搬送系ＰＴとが設けられている。
図示を省略するが、露光・現像装置ＥＰの筐体外部には、現像処理装置ＰＰにて現像処理及び乾燥処理された印画紙２をオーダ毎に分類するためのソータが備えられ、現像処理装置ＰＰの印画紙排出口から排出された印画紙２をこのソータへ搬送するコンベア１０が筐体上面に備えられている。
更に、印画紙搬送系ＰＴの搬送経路の途中には、印画紙マガジン６から引き出された長尺の印画紙２を設定プリントサイズに切断するカッタ１１と、印画紙２の搬送列を複数の搬送列に振り分けるための振り分け装置１２とが備えられている。
【００１２】
〔画像露光装置ＥＸの構成〕
画像露光装置ＥＸは、印画紙２に画像を露光形成する露光ユニット１３と、露光ユニット１３を制御する露光制御装置１４とを主要部として構成されている。
〔露光ユニット１３の構成〕
露光ユニット１３は、強度変調された光ビームを印画紙２上で走査して、印画紙２上に画像を露光形成するいわゆるレーザビーム露光式を採用しており、その概略構成を図６のブロック構成図に示す。
露光ユニット１３には、赤色光源装置２１と、緑色光源装置２２と、青色光源装置２３と、緑色光源装置２２及び青色光源装置２３から出射した光ビームを強度変調するための音響光学変調素子２４（以下、「ＡＯＭ素子２４」と略記する）と、光ビームの光路を屈曲させるミラー２５と、球面レンズ２６と、シリンドリカルレンズ２７と、図示を省略するモータにて回転駆動されるポリゴンミラー２８と、ｆ−θ特性と面倒れ補正機能とを有するレンズ群２９とが備えられている。
【００１３】
〔光源装置２１，２２，２３の構成〕
赤色光源装置２１は、図示を省略するが、赤色半導体レーザ素子と赤色半導体レーザ素子の出射光を集光する集光レンズとが備えられ、緑色光源装置２２及び青色光源装置２３と異なり、半導体レーザ素子の駆動電流を直接変調することによって出射レーザビームを強度変調している。
緑色光源装置２２と青色光源装置２３とは基本的な構成は共通であり、これらの構成を緑色光源装置２２によって代表して説明する。
緑色光源装置２２は、図１の側面図並びに図４及び図５の斜視図に示すように、ベース板６６とカバー体６７とにより構成される筐体ＣＳ内に、近赤外半導体レーザ装置２２ａと、近赤外半導体レーザ装置２２ａの出射レーザ光の第２高調波を生成する第２高調波発生装置２２ｂと、第２高調波発生装置２２ｂの出射光から基本波の波長成分を吸収除去すると共にビームスプリッタとしての機能を有するフィルタユニット２２ｃとが備えられている。
筐体ＣＳの側壁（より具体的には、カバー体６７の側壁）には、フィルタユニット２２ｃを通過した第２高調波をＡＯＭ素子２４の入射開口に向けて集光するレンズユニット２２ｄが取付けられている。
【００１４】
カバー体６７は底面側が開放した直方体形状の箱体にて構成され、図１では、カバー体６７の１側面を切り欠いた状態で示しており、図４では、カバー体６７（２点鎖線で示す）を取外した状態を示しており、図５では、ベース板６６にカバー体６７を取付けた状態を示している。
近赤外半導体レーザ装置２２ａ，第２高調波発生装置２２ｂ及びフィルタユニット２２ｃは、支持板６５上に取り付けられ、更に、その支持板６５がベース板６６上に取付けられている。カバー体６７をベース板６６に取付けた状態で、第２高調波発生装置２２ｂ及びフィルタユニット２２ｃの光軸と、レンズユニット２２ｄの光軸とが一致するように設定されている。
【００１５】
近赤外半導体レーザ装置２２ａには、図１に示すように、レーザ筐体３２に収納した半導体レーザ素子３１と、レーザ筐体３２の光出射開口側に取り付けられて光ファイバ３６の光入射端を支持するファイバ支持部材３３と、レーザ筐体３２を支持するレーザ支持台３４と、半導体レーザ素子３１の温度調整をするための熱電冷却装置３５とが備えられ、半導体レーザ素子３１の出射光は、半導体レーザ素子３１の光出射位置に正確に位置決めされた光ファイバ３６にて第２高調波発生装置２２ｂへと導かれる。
この光ファイバ３６は、コアの部分において光軸方向に一定周期で屈折率を変化させた、いわゆるファイバブラッググレーティングを形成しており、このファイバブラッググレーティングの作用によって半導体レーザ素子３１の発光波長及び光出力を安定化している。
【００１６】
第２高調波発生装置２２ｂには、図１及び図４の斜視図に示すように、細長い薄板状の第２高調波発生素子４１と、光ファイバ３６の光出射端近くを保持するファイバ支持部材４２と、第２高調波発生素子４１の光出射端面近傍に配置されて第２高調波発生素子４１の出射光をコリメートする第１レンズ４３と、第１レンズ４３を支持するレンズ支持部材４４とが備えられ、ファイバ支持部材４２，第２高調波発生素子４１及びレンズ支持部材４４を共通の支持台４５にて支持している。
支持台４５は、更に、熱電冷却装置４６に支持され、その熱電冷却装置４６によって、第２高調波発生素子４１を設定温度に保持する。熱電冷却装置４６は、通電方向によって加熱及び冷却の双方が可能であるが、通常、第２高調波発生素子４１は室温より高温側に温度設定される。
【００１７】
第２高調波発生素子４１は、光導波路型の第２高調波発生素子であり、図３の斜視図に示すように、その光導波路４１ａに周期分極反転構造４１ｂが形成されている。この光導波路４１ａの光入射端に光ファイバ３６の先端がファイバ支持部材４２に支持された状態で位置決めされている。尚、図３は、光導波路４１ａ及び周期分極反転構造４１ｂの形成状態を分り易くするために、それらを模式的に示すものであり、実際の外形形状は、より細長い薄板状に形成されている。
本実施の形態では、第２高調波発生素子４１の基板としてＬｉＮｂＯ３を用いており、光導波路４１ａはプロトン交換法等により形成し、周期分極反転構造４１ｂは、電界印加法あるいはＴｉ拡散法等で周期的に分極を反転させることにより形成する。
第１レンズ４３が取り付けられるレンズ支持部材４４は、光軸と直交する水平軸と、光軸と直交する垂直軸との２軸で位置調整可能とするために２部材にて構成されている。
【００１８】
フィルタユニット２２ｃは、第２高調波発生素子４１の出射光から基本波の波長成分を吸収除去する赤外吸収フィルタ５１と、赤外吸収フィルタ５１を通過した第２高調波の一部をフォトダイオード５５へ分岐させるビームスプリッタ５２と、赤外吸収フィルタ５１及びビームスプリッタ５２を支持する支持台５３とが備えられている。
支持台５３には、赤外吸収フィルタ５１を通過した第２高調波をビームスプリッタへ向けて通過させるための入射側貫通孔５３ａと、ビームスプリッタ５２で反射された第２高調波をフォトダイオード５５へ向けて通過させるための反射側貫通孔５３ｂとが形成されている。
【００１９】
フォトダイオード５５は、半導体レーザ素子３１の駆動電流調整用の光センサＰＳとして設けられており、具体的には、第２高調波発生素子４１から出射する第２高調波の波長成分の光出力が一定値となるようにＡＰＣ制御を行うのに利用される。
緑色光源装置２２の実使用時において、ビームスプリッタ５２で反射された第２高調波の一部をフォトダイオード５５が検出すると、その検出信号は、図示を省略するＡＰＣ回路へ入力されて、そのＡＰＣ回路の制御により半導体レーザ素子３１の駆動電流が調節される。
【００２０】
レンズユニット２２ｄは、図１に示すように、第２レンズ６１と、第２レンズ６１を支持するレンズホルダ６２とによって構成されている。
レンズユニット２２ｄの取付け箇所付近を側面視の部分断面図で示す図２のように、第２レンズ６１は、レンズホルダ６２の出射側開口６２ａを封止するように、接着剤にて固定されている。
レンズホルダ６２は、カバー体６７の側壁に形成される光線通過用の開口６７ａを覆うように、図示を省略するネジ等により固定されており、カバー体６７とレンズホルダ６２との間は、接着剤あるいはＯリング等にて封止されている。
従って、光線通過用の開口６７ａを封止する状態で第２レンズ６１が取付けられている。
【００２１】
カバー体６７の光線通過用の開口６７ａは、カバー体６７の下端をベース板６６の取付け溝６６ａ（図４等を参照）にセットした状態で、フィルタユニット２２ｃのビームスプリッタ５２を通過した光の通過を妨げない位置及び大きさの円形開口として形成されている。
カバー体６７とベース板６６との間も、接着剤あるいは各種のシール材にて封止されている。
ベース板６６及びカバー体６７にて構成される筐体ＣＳの内部には、窒素あるいは乾燥空気を充填することが好ましい。
【００２２】
以上、緑色光源装置２２の構成として説明したが、上述のように、青色光源装置２３の構成要素は緑色光源装置２２の構成要素と共通であり、使用する半導体レーザ素子の発振波長や、第２高調波発生素子の周期分極反転構造の周期等の、光の波長に関する部分が異なる。
【００２３】
〔露光制御装置１４の構成〕
露光制御装置１４には、図６に概略的に示すように、上記構成の露光ユニット１３を制御するために、画像入力装置ＩＲから入力される赤色，緑色及び青色夫々の露光用画像データを露光ユニット１３の露光特性を考慮した画像データに補正するルックアップテーブル７１と、ルックアップテーブル７１にて補正された画像データを赤色，緑色及び青色の各色毎に記憶する画像データメモリ７２と、赤色，緑色及び青色の各色毎に備えられて画像データメモリ７２の出力データをＤ／Ａ変換するＤ／Ａコンバータ７３と、緑色及び青色についてＤ／Ａコンバータ７３からの入力信号に応じて変調されたＡＯＭ素子２４の駆動信号を生成するＡＯＭ制御回路７４と、赤色についてＤ／Ａコンバータ７３からの入力信号に応じて赤色光源装置２１の半導体レーザ素子の駆動電流を変調するＬＤ駆動回路７５とが備えられている。
【００２４】
オペレータが、フィルムスキャナ３あるいは外部入出力装置４からプリント対象の画像データを入力すると、適宜に画像処理等が施され、画像処理後の露光用画像データがルックアップテーブル７１へ送信される。
画像入力装置ＩＲから入力された赤色，緑色及び青色の露光用画像データに基づいて、ＡＯＭ素子２４及びＬＤ駆動回路７５にて強度変調された赤色，緑色及び青色の光ビームは、各光学部品を通過してポリゴンミラー２８の反射面に照射され、回転駆動されているポリゴンミラー２８の反射面で反射された光ビームは、レンズ群２９によって印画紙２上に集光される。光ビームの走査方向（主走査方向）は印画紙２の搬送方向（副走査方向）と直交しており、光ビームの走査と印画紙２の搬送移動によって、印画紙２上にプリントする写真画像が潜像として露光形成される。これが現像処理装置ＰＰで現像処理されて写真プリントとして仕上がる。
【００２５】
〔別実施形態〕
以下、本発明の別実施形態を列記する。
（１）上記実施の形態では、第２高調波発生素子４１の次段に位置する第１レンズ４３をコリメートレンズとした場合を例示しているが、この第１レンズを、第２高調波発生素子４１の出射光を集光する集光レンズとして構成しても良い。
（２）上記実施の形態では、光源装置２２，２３の出射光をＡＯＭ素子２４へ入射させて、写真画像を露光形成するための光ビームの強度変調を行う場合を例示しているが、ＡＯＭ素子２４に限らず、集光された短波長のビーム光を必要とする種々の用途に本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態にかかる光源装置の側面図
【図２】本発明の実施の形態にかかる光源装置の側面視による部分断面図
【図３】本発明の実施の形態にかかる第２高調波発生素子の斜視図
【図４】本発明の実施の形態にかかる光源装置の斜視図（カバー体を取付ける前の状態）
【図５】本発明の実施の形態にかかる光源装置の斜視図（カバー体を取付けた状態）
【図６】本発明の実施の形態にかかる画像露光装置の概略構成図
【図７】本発明の実施の形態にかかる写真プリントシステムの概略構成図
【符号の説明】
【００２７】
ＣＳ  筐体
ＰＳ  光センサ
２４  音響光学変調素子
３１  半導体レーザ素子
４１  第２高調波発生素子
４３  第１レンズ
５２  ビームスプリッタ
６１  第２レンズ
６６  ベース板
６７  カバー体
【図１】
2005300699.tif 000003
【図２】
2005300699.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005300699.tif 000009